微机备用电源自动投入装置的研究与设计 the research and design of micro-computer standby power supply auto-switching device.pdfVIP

2007年第26卷第3期 嘭￡菇lIj 微机备用电源自动投入装置的研究与设计 郁景礼周有庆 (湖南大学电气与信息工程学院410082) 摘 要 从电力系统自动装置的发展趋势出发，利用近年来微控制器技术、数字信号处理技术 和通信技术发展的必威体育精装版成果，设计了一套能自动识别系统运行方式的备自投装置。详细分析了该装 置的硬件结构、各功能模块的具体实现；结合220kV系统典型主接线，阐述了其逻辑和动作过程； 对于装置采用的改进全波傅里叶算法进行了简单推导。该装置已经投入试运行，效果良好。 关键词 备自投 MCF5272TMS320F1812运行方式改进全波傅里叶算法 可编程逻辑器件XC95108进行地址译码、逻辑组 1 引言 合和信号扩展[3|。装置设计有14路模拟量和16路 备用电源自动投入装置(以下简称备自投装 开入量输入，16路开出量输出。除了常规的 置)是指电力系统主供电源因上一级电源故障或其 他原因被断开后，能迅速将备用电源或其他正常工 和10M／100M快速以太网通信接口，以适应电力 作的电源按照设定的方式自动投入工作，从而使被 系统不同场合的通信要求。装置的硬件结构框图如 原主供电源断开的用户能迅速恢复供电的一种安全 图1所示。 自动装置，它是保证电力系统持续可靠供电的重要 措施…1。常规备自投装置实现方式单一、响应速 度慢、功能不完善，无法满足电力系统对于安全自 动装置越来越高的要求【2J。近年来，DSP技术、 通信技术、GPS技术及CPLD／FPGA技术等的快 速发展为实现功能更加强大、响应速度更快、可靠 性更高的备自投装置提供了很多的便利条件。基于 此，文中设计了一种新型微机备自投装置。 图1硬件结构框图 该装置主要应用于220kV及以下电压等级的2．1 CPU模块 两条进线带双母或单母带分段运行方式的备自投， 并具有保护和测控功能。装置通过对所采集的信号 者之间通过SPI口实现数据共享。 量的分析，能自动识别系统的实际运行方式并采取 2．1．1芯片介绍 相应的备自投行为。硬件微处理器模块采用高性能 DSP+MCU的结构，软件设计采用C与汇编混合 编程的方式，能够充分保证电力系统对于供电可靠 最佳特性，能够在一个周期内完成位的乘累加运 性和停电时间的高要求。 算，具有处理能力好(150MI／s)、程序存储器大、 片内外设丰富、事件管理能力强等优点，易于接口 2备自投装置的硬件设计 和模块化设计，特别适用于需要快速处理大批量数 硬件采用模块化结构，由CPU模块、模拟量 据的应用场合[45]。 采集模块、开关量输入输出模块、通信模块、人机 接口模块、电源模块等组成。为了简化电路设计和 加强CPU模块对于外围电路的控制，采用了复杂 力，含有一个10M全双工或100M半双工以太网 一43— 万方数据 嘭￡量胡2007年第26卷第3期 微机备用电源自动投入装置的研究与设计 接口、一个USBI．1接口、两个URAT，此外还有 I母、Ⅱ母隔离刀开关位置，闭锁1+、2。进线及 QSPI接口，特别适合于通信处理Mj。 桥开关自投、备用等。16路开出分别用于1。、2。